錨桿注漿施工工藝試驗(yàn)第一章試驗(yàn)?zāi)康呐c適用范圍1.1目的通過(guò)1∶1足尺模擬，驗(yàn)證錨桿注漿在Ⅳ級(jí)粉砂質(zhì)泥巖中的可灌性、漿液擴(kuò)散半徑、錨固力時(shí)效曲線及界面剪應(yīng)力分布，為后續(xù)3.2km隧道支護(hù)設(shè)計(jì)提供“注漿壓力—注漿量—錨固力”三元定量關(guān)系，直接降低15%超耗系數(shù)。1.2適用范圍本試驗(yàn)成果僅適用于“隧道初支φ25mm中空注漿錨桿＋速凝水泥—水玻璃雙液漿”體系，巖性范圍：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度15～35MPa、天然含水率8%～18%、RQD30%～60%。超出此區(qū)間須重新做試驗(yàn)段。第二章編制依據(jù)2.1強(qiáng)制性條文《GB500862015巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》第5.3.4條、第6.2.7條；《TB100032016鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》表7.2.3；《JGJ/T1822009錨桿錨固質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)規(guī)程》附錄C。2.2內(nèi)部技術(shù)文件中鐵X局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/CRX2022《隧道注漿錨桿作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》；X設(shè)計(jì)院20230315《X隧道第四系地層注漿參數(shù)建議書(shū)》。第三章試驗(yàn)準(zhǔn)備3.1組織與職責(zé)試驗(yàn)組長(zhǎng)：項(xiàng)目總工（一級(jí)建造師），全面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)真實(shí)性；試驗(yàn)副組長(zhǎng)：試驗(yàn)室主任，負(fù)責(zé)原材料檢測(cè)；漿液班長(zhǎng)：持“建材試驗(yàn)工高級(jí)證”，負(fù)責(zé)漿液配比；記錄員：2人，持“鐵路試驗(yàn)員證”，24h旁站記錄；安全員：1人，持“注冊(cè)安全工程師”證，全程監(jiān)控。3.2試驗(yàn)場(chǎng)地在隧道出口左側(cè)30m處開(kāi)挖9m×6m×5m試驗(yàn)洞，地面硬化20cm厚C25混凝土，設(shè)5‰排水坡，四周設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿。3.3試驗(yàn)段地質(zhì)自上而下：①粉質(zhì)黏土1.2m；②強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖3.5m；③中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖≥10m。取芯RQD42%，天然含水率13.7%，黏粒含量26%，pH7.1，無(wú)侵蝕。3.4試驗(yàn)錨桿規(guī)格中空注漿錨桿φ25mm，壁厚5mm，材質(zhì)Q345B，左旋外螺紋，螺距12.5mm，標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)4m，桿體屈服荷載≥180kN，極限荷載≥260kN；配套止?jié){塞為三元乙丙橡膠，耐壓≥5MPa。3.5鉆孔設(shè)備YT28氣腿式鑿巖機(jī)，鉆頭φ42mm，合金柱齒，一次成孔；孔深4.2m（超深0.2m沉渣段），孔徑42～45mm，孔向垂直巖面，外插角3°～5°。3.6漿液體系雙液：A液42.5R普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.45；B液水玻璃，模數(shù)2.4，濃度38Bé；A∶B體積比=1∶0.6，初凝25s，終凝3min，結(jié)石率98%，28d抗壓強(qiáng)度≥22MPa。3.7試驗(yàn)儀器（1）SYB70/6型液壓注漿泵，額定壓力6MPa，流量0～70L/min，帶數(shù)顯壓力表精度0.01MPa；（2）LVDT位移計(jì)，量程0～50mm，精度0.01mm，自動(dòng)采集頻率1Hz；（3）錨桿拉拔儀YCW100B，量程0～1000kN，精度0.1kN；（4）孔內(nèi)彩色全景成像儀，像素1200萬(wàn)，可識(shí)別0.1mm裂隙；（5）無(wú)線溫度—壓力一體傳感器，20～80℃，0～10MPa，采樣間隔10s。3.8材料檢測(cè)水泥：細(xì)度篩余1.2%，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量27%，安定性合格；水玻璃：密度1.38g/cm3，pH11.4，無(wú)絮凝；拌合水：飲用自來(lái)水，氯離子含量18mg/L，SO?2?32mg/L；全部指標(biāo)存檔，編號(hào)C20230412～C20230415。第四章試驗(yàn)方案4.1試驗(yàn)變量采用“三因素三水平”正交表L9(3?)：因素A—注漿壓力：2MPa、3MPa、4MPa；因素B—注漿量：30L、40L、50L；因素C—穩(wěn)壓時(shí)間：30s、60s、90s；共9組，每組3根平行桿，合計(jì)27根。4.2試驗(yàn)流程圖場(chǎng)地測(cè)量→鉆孔→清孔→安裝錨桿→注漿→穩(wěn)壓→拔管→養(yǎng)護(hù)→拉拔→無(wú)損檢測(cè)→剖面開(kāi)挖→數(shù)據(jù)整理。4.3鉆孔與清孔（1）孔位放樣：全站儀極坐標(biāo)法，誤差≤20mm；（2）鉆孔：低風(fēng)壓0.3MPa開(kāi)孔，正常風(fēng)壓0.5MPa，每進(jìn)尺1m吹孔一次；（3）清孔：高壓風(fēng)0.6MPa，風(fēng)量≥3m3/min，時(shí)間≥30s，孔口無(wú)巖屑返出為止；（4）孔深驗(yàn)收：測(cè)繩＋鉛錘，允許偏差0～+10cm，記錄表簽字確認(rèn)。4.4錨桿安裝（1）桿體居中：焊接φ6mm支架鋼筋，每米1組，三點(diǎn)布置；（2）止?jié){塞位置：孔口以下0.3m，用扭矩扳手?jǐn)Q緊至30N·m；（3）排氣管：φ8mmPVC管，插入孔底，外露20cm，彎頭朝下防堵。4.5注漿作業(yè)（1）管路耐壓試驗(yàn)：注漿前泵壓5MPa，保壓2min，壓力降≤0.1MPa；（2）漿液攪拌：高速制漿機(jī)≥1200rpm，先加水后加水泥，攪拌時(shí)間≥30s，過(guò)篩網(wǎng)1mm；（3）注漿順序：先A液?jiǎn)我合纯?L，再雙液同步注入，注漿速率控制在15L/min；（4）壓力控制：分級(jí)升壓，每級(jí)0.5MPa，穩(wěn)壓2min，終壓達(dá)到設(shè)計(jì)值后進(jìn)入穩(wěn)壓階段；（5）結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：同時(shí)滿足①穩(wěn)壓時(shí)間內(nèi)進(jìn)漿量≤1L/min；②注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值；③排氣管返漿密度≥1.35g/cm3；（6）異常處理：若壓力突升＞5MPa，立即停泵，間歇3min后再注，若仍無(wú)效，采用“注一段停一段”間歇注漿，間歇時(shí)間15min。4.6養(yǎng)護(hù)注漿結(jié)束后，孔口用濕麻袋覆蓋，24h內(nèi)不得敲擊錨桿；環(huán)境溫度25℃，相對(duì)濕度≥80%，養(yǎng)護(hù)72h后方可進(jìn)行拉拔。4.7拉拔試驗(yàn)（1）設(shè)備標(biāo)定：拉拔儀每年一次，系數(shù)1.02；（2）加載制度：GB50086附錄F，分級(jí)加載0.1Nu→0.2Nu→0.3Nu→0.4Nu→0.5Nu→0.6Nu→0.8Nu→1.0Nu→1.2Nu（Nu為桿體極限荷載260kN），每級(jí)持荷3min，記錄位移；（3）破壞判定：①錨桿拔斷；②位移突增＞2mm且荷載下降＞5%；③巖體錐形破壞；（4）終止條件：達(dá)到1.2Nu或破壞，取兩者先出現(xiàn)值；（5）數(shù)據(jù)修約：荷載精確到0.1kN，位移精確到0.01mm。4.8無(wú)損檢測(cè)采用聲波反射法，每根桿檢測(cè)3次，取平均波速，若波速≥4.8km/s且波形一致，判定為Ⅰ類（飽滿）；4.0～4.8km/s為Ⅱ類（局部缺陷）；＜4.0km/s為Ⅲ類（不飽滿）。Ⅲ類必須補(bǔ)漿。4.9剖面開(kāi)挖拉拔結(jié)束后，沿錨桿軸線垂直開(kāi)挖1.0m×1.0m×4.2m探槽，實(shí)測(cè)漿脈厚度、擴(kuò)散半徑，拍照并繪制1∶20素描圖。第五章數(shù)據(jù)記錄與處理5.1原始記錄采用“錨桿注漿試驗(yàn)原始記錄表”QRXJ202304，含23項(xiàng)指標(biāo)：孔號(hào)、孔深、注漿壓力、注漿量、穩(wěn)壓時(shí)間、返漿密度、拉拔荷載、位移、破壞形態(tài)、波速、氣溫、濕度、記錄人簽字等。5.2數(shù)據(jù)校核現(xiàn)場(chǎng)記錄→試驗(yàn)室主任復(fù)核→項(xiàng)目總工簽字→掃描PDF上傳OA，原始紙質(zhì)版封存2年。5.3統(tǒng)計(jì)方法采用SPSS26.0進(jìn)行三因素方差分析，顯著性水平α=0.05，若P＜0.05，則認(rèn)為該因素顯著；再用Duncan法多重比較，給出最優(yōu)組合。5.4成果輸出（1）錨固力—注漿壓力關(guān)系：F=52.3P+128.7（kN），相關(guān)系數(shù)R2=0.94；（2）漿液擴(kuò)散半徑：r=0.85√Q，Q為注漿量（L），r單位cm；（3）界面剪應(yīng)力：τ=0.42P+0.18，MPa；（4）最優(yōu)參數(shù)組合：注漿壓力3MPa、注漿量40L、穩(wěn)壓60s，對(duì)應(yīng)錨固力285kN，較2MPa組提高22%，較4MPa組僅降低3%，但可節(jié)省水泥15%，綜合最優(yōu)。第六章質(zhì)量控制制度6.1原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)每批水泥≤200t、水玻璃≤50t為一檢驗(yàn)批，若首次檢驗(yàn)不合格，雙倍復(fù)檢，再不合格整批退場(chǎng)。6.2注漿過(guò)程旁站記錄員全程旁站，每5min拍照一張，照片帶水印時(shí)間、經(jīng)緯度；若出現(xiàn)“注漿壓力＞5MPa且進(jìn)漿量＜0.5L/min”持續(xù)＞10min，必須啟動(dòng)“異常注漿預(yù)案”。6.3獎(jiǎng)懲措施（1）數(shù)據(jù)造假：一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)責(zé)任人罰款5000元/次，并調(diào)離試驗(yàn)崗位；（2）注漿量節(jié)約率＞10%，獎(jiǎng)勵(lì)班組2000元；（3）Ⅲ類錨桿比例＞5%，罰班組1000元/根，并補(bǔ)漿費(fèi)用自付。第七章安全與環(huán)保7.1危險(xiǎn)源清單高壓注漿、粉塵、噪聲、水泥灼傷、水玻璃腐蝕、臺(tái)車傾覆。7.2防控措施（1）注漿泵設(shè)5MPa安全閥，每周標(biāo)定；（2）操作人員戴護(hù)目鏡、防堿手套，穿雨靴；（3）水泥罐設(shè)防塵布袋，PM10≤0.5mg/m3；（4）廢漿集中收集，pH調(diào)節(jié)至6～9后回用，禁止外排；（5）夜間作業(yè)≤55dB，超分貝立即停止。7.3應(yīng)急預(yù)案（1）爆管：立即停泵→關(guān)閉閥門(mén)→人員撤離至5m外→更換高壓軟管；（2）人員灼傷：清水沖洗15min→2%碳酸氫鈉中和→送醫(yī)；（3）巖壁突水：?jiǎn)?dòng)“突水應(yīng)急”，拉響警報(bào)→撤離→反壓回填砂袋。第八章試驗(yàn)成果應(yīng)用與驗(yàn)證8.1參數(shù)植入設(shè)計(jì)將最優(yōu)組合寫(xiě)入《X隧道支護(hù)設(shè)計(jì)變更通知單》第03號(hào)：注漿壓力3MPa、注漿量40L、穩(wěn)壓60s，錨桿間距1.2m×1.2m，梅花形布置。8.2現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證2023年5月10—20日，在K2+100～K2+200段應(yīng)用，共施工錨桿1120根，注漿超耗系數(shù)由1.35降至1.18，節(jié)約水泥42t，直接經(jīng)濟(jì)效益6.3萬(wàn)元；拉拔抽檢56根，平均錨固力278kN，變異系數(shù)7.8%，滿足設(shè)計(jì)要求≥250kN。8.3經(jīng)驗(yàn)反饋（1）粉砂質(zhì)泥巖裂隙＞0.4mm時(shí)，注漿量需增加10%；（2）孔口返漿密度監(jiān)測(cè)可提前30s預(yù)判注滿程度；（3）夏季高溫（＞30℃）時(shí)，水玻璃濃度下調(diào)至36Bé，可延長(zhǎng)初凝至35s，便于操作。第九章常見(jiàn)問(wèn)題與排錯(cuò)指南9.1注漿壓力上不去原因：①管路泄漏；②止?jié){塞未擰緊；③裂隙貫通空腔。排查：用紅墨水試漏→緊固接頭→二次復(fù)鉆→加早強(qiáng)劑。9.2錨固力離散大原因：①孔深不足；②漿液析水；③桿體偏斜。排查：測(cè)繩復(fù)測(cè)→降低水灰比0.4→加對(duì)中支架。9.3返漿密度低原